Advertisement

Lungenkreislauf und Austausch der Atemgase

  • G. Thews
  • H. R. Vogel
Part of the Verhandlungen der Gesellschaft für Lungen- und Atmungsforschung book series (VGLA, volume 2)

Zusammenfassung

Der Austausch der Atemgase folgt sowohl in der Lunge als auch in den Geweben den Diffusionsgesetzen, die von dem Würzburger Physiologen Fick bereits vor über 100 Jahren mathematisch formuliert wurden (Fick, 1855). Unter Diffusion verstehen wir bekanntlich einen Ausgleichsvorgang, bei dem nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik Moleküle vom Ort höherer Konzentration zu einem Ort niederer Konzentration transportiert werden. Die Transportenergie ist dabei die kinetische Energie der Moleküle selbst, die bei ihren Bewegungen in allen Richtungen Zusammenstöße erfahren, wobei jedoch wegen der unterschiedlichen Dichte die Häufigkeit der Kollisionen in Richtung der abnehmenden Konzentration am geringsten ist. Auf diese Weise erfolgt eine Molekülverschiebung so lange, bis ein Konzentrationsausgleich hergestellt ist. Das System geht von einem unwahrscheinlichen in einen wahrscheinlichen Zustand über, oder, anders formuliert, die Entropie strebt einem Maximalwert zu.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Bohr, C.: Über die spezifische Tätigkeit der Lungen bei der respiratorischen Gasaufnahme. Scand. Arch. Physiol. 22, 221 (1909).CrossRefGoogle Scholar
  2. Fick, A.: Über Diffusion. Pogg. Ann. 94, 59 (1855).Google Scholar
  3. Forster, R. E.: Exchange of gases between alveolar air and pulmonary blood: pulmonary diffusing capacity. Physiol. Rev. 37, 391 (1957).PubMedGoogle Scholar
  4. Frech, W. E., D. Schultehinrichs, H. R. Vogel u. G. Thews: Modelluntersuchungen zum Austausch der Atemgase. 1. Die O2-Aufnahmezeiten des Erythrocyten unter den Bedingungen des Lungenkapillarblutes. Pflügers Arch. ges. Physiol. 301, 292 (1968).CrossRefGoogle Scholar
  5. Gertz, K. H., u. H. H. Loeschcke: Bestimmung der Diffusionskoeffizienten von H2, O2, N2 und He in Wasser und Blutserum bei konstant gehaltener Konvektion. Z. Naturforsch. 9b, 1 (1954).Google Scholar
  6. Gibson, Q. H.: Stopped-flow apparatus for the study of rapid reactions. Disc. Faraday Soc. 17, 137 (1954).CrossRefGoogle Scholar
  7. Grote, J., u. G. Thews: Die Bedingungen für die Sauerstoffversorgung des Herzmuskelgewebes. Pflügers Arch. ges. Physiol. 276, 142 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  8. Grote, J., Die Sauerstoffdiffusionskonstanten im Lungengewebe und Wasser und ihre Temperaturabhängigkeit. Pflügers Arch. ges. Physiol. 295, 245 (1967).CrossRefGoogle Scholar
  9. Hartridge, H., and F. J. W. Roughton: A method for measuring the velocity of very rapid chemical reactions. Proc. roy. Soc. A 104, 376 (1923).CrossRefGoogle Scholar
  10. Hartridge, H., and F. J. W. Roughton: The kinetics of hemoglobin. II. The velocity with which oxygen dissociates from its combination with hemoglobin. Proc. roy. Soc. A 104, 395 (1923).CrossRefGoogle Scholar
  11. Hartridge, H., and F. J. W. Roughton: The kinetics of hemoglobin. III. The velocity with which oxygen combines with reduced hemoglobin. Proc. roy. Soc. A 107, 654 (1925).CrossRefGoogle Scholar
  12. Heidenreich, J., W. Schmidt, H. R. Vogel u. G. Thews: Verteilungsungleichmäßigkeiten von V? A /Q̇ und DL/. Tagung der Gesellschaft für Lungen- und Atmungsforschung (1968).Google Scholar
  13. Hill, A. V.: The diffusion of oxygen and lactic acid through tissues. Proc. roy. Soc. B 104, 39 (1928/29).CrossRefGoogle Scholar
  14. Klug, A., F. Kreuzer, and F. J. W. Roughton: Simultaneous diffusion and chemical reaction in thin layers of hemoglobin solution. Proc. roy. Soc. B 145, 452 (1956).CrossRefGoogle Scholar
  15. Krogh, A., and M. Krogh: Rate of diffusion of CO into lungs of man. Skand. Arch. Physiol. 23, 224 (1909).CrossRefGoogle Scholar
  16. Mochizuki, M., and J. J. Fukuoka: The diffusion of oxygen inside the red cell. Jap. J. Physiol. 8, 206 (1958).CrossRefGoogle Scholar
  17. Moll, W.: Die Carrier-Funktion des Hämoglobins beim Sauerstofftransport im Erythrocyten. Pflügers Arch. ges. Physiol. 275, 412 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  18. Nicolson, P., and F. J. W. Roughton: A theoretical study of the influence of diffusion and chemical reaction velocity on the rate of exchange of carbon monoxide and oxygen between the red blood corpuscle and the surrounding fluid. Proc. roy. Soc. B 138, 241 (1951).CrossRefGoogle Scholar
  19. Niesel, W., G. Thews u. D. Lubbers: Die Messung des zeitlichen Verlaufes der O2-Aufsättigung und- Entsättigung menschlicher Erythrocyten mit dem Kurzzeit-Spektral-analysator. Pflügers Arch. ges. Physiol. 268, 296 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  20. Piiper, J.: Unequal distribution of pulmonary diffusing capacity and the alveolar-arterial pO2-differences: theory. J. Appl. Physiol. 16, 493 (1961).Google Scholar
  21. Piiper, J.: Variations of ventilation and diffusing capacity to perfusion determining the alveolar-arterial (Vdifference: theory. J. Appl. Physiol. 16, 507 (1961).PubMedGoogle Scholar
  22. Roughton, F. J. W.: Diffusion and chemical reaction velocity as joint factors in determining the rate of uptake for oxygen and carbon monoxide by the red blood corpuscle. Proc. roy. Soc. B 111, 1 (1932).CrossRefGoogle Scholar
  23. Roughton, F. J. W., and R. E. Forster: Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determing rate of exchange of gases in the human lung, with special reference diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J. Appl. Physiol. 11, 290 (1957).PubMedGoogle Scholar
  24. Scholander, P. F.: Oxygen transport through hemoglobin solutions. How does the presence of hemoglobin in a wet membrane mediate an eightfold increase in oxygen passage? Science 131, 585 (1960).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  25. Schultehinrichs, D., H. R. Vogel u. G. Thews: Modelluntersuchungen zum Austausch der Atemgase. II. Der zeitliche Ablauf des Bohr-Effektes. Pflügers Arch. ges. Physiol. 301, 302 (1968).CrossRefGoogle Scholar
  26. Siesjö, B. K., u. G. Thews: Ein Verfahren zur Bestimmung der CO2-Leitfähigkeit und des CO2-Diffusionskoeffizienten im Gehirngewebe. Pflügers Arch. ges. Physiol. 276, 192 (1962).CrossRefGoogle Scholar
  27. Thews, G.: Eine Methode zur mathematischen Behandlung der Sauerstoffdiffusion in hämoglobin- und myoglobinhaltigen Lösungen. Naturwissenschaften 43, 160 (1956).CrossRefGoogle Scholar
  28. Thews, G.: Untersuchung der Sauerstoffaufnahme und- abgabe sehr dünner Blutlamellen. Pflügers Arch. ges. Physiol. 268, 308 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  29. Thews, G.: Ein Verfahren zur Bestimmung des O2-Diffusionskoeffizienten, der O2-Leitfähigkeit und des O2-Löslichkeitskoeffizienten im Gehirngewebe. Pflügers Arch. ges. Physiol. 271, 227 (1960).CrossRefGoogle Scholar
  30. Thews, G.: Die Sauerstoffdiffusion in den Lungenkapillaren. Bad Oeynhausener Gespräche IV. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1961.Google Scholar
  31. Thews, G.: Die theoretischen Grundlagen der Sauerstoffaufnahme in der Lunge. Ergebn. Physiol. 53, 42 (1963).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  32. Thews, G.: Grundlagen und Möglichkeiten der Lungenfunktionsdiagnostik. Die ärztliche Fortbildung 17, 504 (1967).Google Scholar
  33. Thews, G.: Der Säure-Basen-Status des Blutes. Ärzteblatt Rheinland-Pfalz 21, 211 (1968).Google Scholar
  34. Thews, G. u. H. R. Vogel: Die Verteilungsanalyse von Ventilation, Perfusion und (O2-Diffusions-kapazität in der Lunge durch Konzentrationswechsel dreier Inspirationsgase. I. Theorie. Pflügers Arch. ges. Physiol. 303, 195 (1968).CrossRefGoogle Scholar
  35. Visser, B. F., u. A. H. J. Maas: Pulmonary diffusion of oxygen. Phys. inn. Med. Biol. 3, 264 (1959).CrossRefGoogle Scholar
  36. Vogel, H. R.: A Nomogram for O2 and CO2 partial pressures in lung capillaries in relation to V? A /Q̇ and D LO2 /Q̇. Germ. med. Mth. 12, 335 (1967).Google Scholar
  37. Vogel, H. R., u. G. Thews: Die Verteilungsanalyse von Ventilation, Perfusion und O2-Diffusions-kapazität in der Lunge durch Konzentrationswechsel dreier Inspirationsgase. II. Durchführung des Verfahrens. Pflügers Arch. ges. Physiol. 303, 206 (1968).CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1969

Authors and Affiliations

  • G. Thews
    • 1
  • H. R. Vogel
    • 1
  1. 1.Physiologisches InstitutJohannes-Gutenberg-UniversitätMainzDeutschland

Personalised recommendations